Un mol de gas ideal, en contacto con un recipiente térmico a 350k está a 10atm de presión. Esta presión se hace aumentar lentamente hasta 25 atm. ¿Cuáles son los volúmenes inicial y final del gas? ¿Cuánto trabajo se efectúa sobre el gas? ¿Cuál es el cambio de energía interna del gas? ¿Cuál es el flujo de calor hacia el gas?
Respuestas a la pregunta
Los volúmenes iniciales y finales del gas ideal son:
Vo = 2.87 L
Vf = 1.148 L
El trabajo que se efectúa sobre el gas es de W = -2666.31 J
El cambio de energía, tiene un valor de ΔU = 2666.31J
El flujo de calor es Q = 0J
Gases ideales, su ecuación de estado es:
PV = nRT
Inicialmente tenemos datos:
T = 350°K
Po = 10 atm
Pf = 25 atm
R = 0.082 atm L/mol.K = 8,314 J/mol.K
V = nRT/P
V = 1mol* 0.082 atm L/mol.K*350K/25atm
Vf = 1.148 L
V = 1mol* 0.082 atm L/mol.K*350K/10atm
Vo = 2.87 L
El trabajo que se efectua lo determinamos con la integral definida entre los valores del volumen
W = ∫ p(v)
W = ∫₂.₈₇¹'¹⁴⁸ nRT/V dV Variable "V"
W = 1mol* 8,314 J/mol.K*350K ∫₂.₈₇¹'¹⁴⁸ 1/V dV
W = 1mol* 8,314 J/mol.K*350K[Ln (1.148*10⁻³) - Ln(2.879*10⁻³]
W = -2666.31 J
Primera Ley de la termodinámica
ΔU = Q - W
El flujo de calor es Nulo, ya que el proceso es isotérmico Q = 0J
ΔU = 0J - (-2666.31J)
ΔU = 2666.31J